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风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

2018-06-10

  风光互补路灯是集太阳能和风能这两种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的符合可再生能源发电路灯,需要用到的系统可能也是会比其他新能源更多一些,基本配置是有太阳能板、风力发电机、控制器、蓄电池、灯杆以及灯具组成,需要的配置是不少,但它的工作原理却不是很复杂。本文首先介绍了风光互补太阳能路灯原理,其次阐述了风光互补太阳能路灯的配件及优势,最后介绍了选用风光互补路灯要注意的问题及光互补路灯的保养。

  风光互补太阳能路灯原理

  风光互补发电系统是一种风能和光能转化为电能的装置,风光互补路灯工作原理是利用自然风作为动力,风轮吸收风的能量,带动风力发电机旋转,把风能转变为电能,经过控制器的整流,稳压作用,把交流电转换为直流电,向蓄电池组充电并储存电能。利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电,供负载使用或者贮存于蓄电池内备用。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  风光互补太阳能路灯的配件

  太阳能电池组件、风机、太阳能大功率LED、LPS灯具、光伏控制系统、风机控制系统、太阳能专用免维护蓄电池等部件、太阳能电池组件支架、风机附件、灯杆、预埋件、蓄电池地埋箱等配件。接下来详细介绍:

  1、风力发电机

  风力发电机是将自然的风转换成电能的设施,将电能送到蓄电池中存储起来,它和太阳能电池板配合共同为路灯提供能源。根据光源的功率不同,使用的风力发电机的功率也不同,一般有200W、300W、400W、600W等。输出的电压也有12V、24V、36V等若干种。

  2、太阳能电池板

  太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区 ,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好 ,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  3、太阳能控制器

  无论太阳能灯具大小 , 一个性能良好的充电放电控制器是必不可少的。为了延长蓄电池的使用寿命,必须对它的充电放电条件加以限制,防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿功能。同时太阳能控制器应兼有路灯控制功能 ,具有光控、时控功能 ,并应具有夜间自动切控负载能 ,便于阴雨天延长路灯工作时间。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  4、蓄电池

  由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定 ,所以一般需要配置蓄电池系统才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择一般要遵循以下原则:首先在能满足夜晚照明的前提下,把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来,同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要, 蓄电池过大,一方面蓄电池始终处在亏电状态 , 影响蓄电池寿命,同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负荷( 路灯 )相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必须比负载功率高出4倍以 ,系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电池的工作电压20~30%,才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日耗量 6倍以上为宜。蓄电池的选择我们推荐使用胶体(Gel)电池,使用寿命长,更环保。

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  5、光源

  太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标 , 一般太阳能灯具采用低压节能灯、低压纳灯、无极灯、LED光源。

  ( 1 ) 低压节能灯: 功率小 , 光效较高 ,但使用寿命2000小时,电压低灯管发黑 , 一般适合太阳能草坪灯、庭院灯。

  (2)低压钠灯:低压钠灯光效高(可达200Lm/w),采用较少。

  (3)无极灯:功率小,光效较高。该灯在22V(纯正弦波,频率50赫兹)普通市电条件下使用,寿命可以达到5万小时,在太阳能灯具上使用寿命大大减少和普通节能灯差不多(因为太阳能灯具都是方波逆计变器,太阳能电源220V输出频率、项位、电压都是不能和普通市电相比的。

  (4)LED:LED灯光源,寿命长,可达1000000小时,工作电压低,不需要逆变器,光效较高,国产50Lm/w,进口80Lm/w,随着技术进步,LED的性能将进一步提高。LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  6、灯杆及灯具外壳

  灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距,道路的照度标准确定。灯具外壳根据我钨收集了许多国外太阳灯资料,在美观外壳和节能之间,大多数都选择节能,灯具外观要求不高,相对实用就行。

  风光互补太阳能路灯的优势

  1、经济效益好

  由于普通路灯必须用埋地电缆供电,在离电源点超过三公里的公路,路灯的供电线路的建设成本很高,随着公里的延伸,还需要设升压系统,所以,在远郊的公路,路灯的供电线路成本高,线路上消耗的电能也多。而风光互补路灯不需要输电线路,不消耗电能,有明显的经济效益。

  2、可作为普及新能源知识的好教材

  目前非常需要对民众进行环保和新能源知识的普及教育,风光互补路灯能直接的向从们展示太阳能和风能这种清洁的自然能源的应用。

  3、造型优美,可作为道路景观

  风车在中国传统文化中是带来好运的吉祥物,造型优美的风车沿公路排列,迎风飞舞,将成为道路的风景线。

  4、节能减排,节约环保,无后期大量电费支出。

  资源节约型和环境友好型社会正成为大势所趋。对比传统路灯,风光互补路灯以自然中可再生的太阳能和风能为能源,不消耗任何非再生性能源,不向大气中排放污染性气体,致使污染排放量降低为零。长久下来,对环境的保护不言而喻,同时也免除了后期大量电费支出的成本。

  5、免除电缆铺线工程,无需大量供电设施建设。

  市电照明工程作业程序复杂,缆沟开挖、铺设暗管、管内穿线、回填等基础工程,需要大量人工。同时,变压器、配电柜、配电板等大批量电气设备,也要耗费大量财力。风光互补路灯则不会,每个路灯都是单独个体,无需铺缆,无需大批量电气设备,省人力又省财力。

  6、个别损坏不影响全局,不受大面积停电影响。

  由于常规路灯是电缆连接,很可能会因为个体的问题,而影响整个供电系统。风光互补发电路灯就不会出现这种情况。分布式独立发电系统,个别损坏不会影响其他路灯的正常运行,即使遇到大面积停电,亦不会影响照明,不可控制的损失因此大幅降低。

  7、节约大量电缆开销,更免受电缆被盗的损失。

  电网普及不到的偏远地区安装路灯,架线安装成本高,并会有严重的偷盗现象。一旦偷盗,影响整个电力输出,损失巨大。使用风光互补路灯不会有顾虑,每个路灯独立,免去电缆连接,即使发生偷盗现象也不会影响其他路灯的正常运作,将损失降到低。

  8、智能控制,免除人工操作,施工简单,维护方便。

  风光互补路灯由智能控制器控制,可分为时控、光控两种自动控制方式,兼具安全性和经济性;自身独立一体的供电系统,不受大面积电路施工干扰,工序简单,工期短,维护更加方便。

  9、城市亮化。

  作为新兴的能源系统,在节约成本和提高系统稳定的同时起到了一定了亮化作用,在传统能源占据大部分市场的今天,新能源无疑成为城市和社区的一大亮点。

  10、提高人们的节能意识。传统能源的匮乏以及对环境的污染已经到了必须解决的地步。全球的大气污染相当严重,新能源的利用可有效提高人们的节能意识,使我们的生活更加优质和节能。风光互补路灯是利用风能和太阳能进行供电的智能路灯,同时还兼具了风力发电和太阳能发电两者的优势,为城市街道路灯提供稳定的电源。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  选用风光互补路灯要注意的问题

  1、风机的选择

  风机是风光互补路灯的标志性产品,风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无位索塔,最小心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型美观,重量要轻,减小塔杆的负荷。

  2、供电系统最佳配置的设计

  保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标,风光互补路灯作为一个独立供电系统,从路灯灯泡的选择到风机,

  阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题,需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计

  3、灯杆的强度设计

  要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求,结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计,确定合理的灯杆和结构形式。

  风光互补太阳能路灯原理_风光互补太阳能路灯的配置及优势

  风光互补路灯保养与维护

  一、风力机发电机的维护

  1、检查风力机叶片。重点查看叶片是否有变形、受到腐蚀及缺损或裂痕等。叶片变形会出现叶片扫风面积不均匀,而叶片的腐蚀和缺损可能使几个叶片的重量不一致,这会导致风力机在转动时转动不均匀或抖动。叶片若有裂痕时需确认该裂痕是材料应力导致还是其他原因,但不管是何种原因,若叶片有明u裂痕就要更换。

  2、检查风光互补太阳能路灯各紧固件、固定螺丝及风力机转动,查看各个连接处的连接件或固定螺丝是否有松动、生锈等。如有问题,应立即进行紧固或更新处理。用手转动风力机叶片,检查其是否转动、旋转是否自如,若旋转不灵或有异常声音则为不良现象。

  3、测量风力发电机表面外壳、立杆及大地之间的电气连接是否通畅。其电气连接通畅,在遭遇雷击时才能有效保护风力发电机系统的安全。

  4、风力发电机在微风下转动或路灯厂家人工转动时,测量其输出端电压是否正常。其输出端电压比蓄电他两端的电压约高1V为正常;若风力机在快速转动时其输出电压低于蓄电池电压,则说明风力机输出有问题。

  二、太阳电池组件的检查维护

  首先检查风光互补太阳能路灯太阳电池组件的表面是否有灰尘或污垢。若存在,用清水、软布或海绵擦洗清除;对于较难去除的污垢要用一种柔和的不含磨损剂的清沽剂来清洗。其次,查看电池组件表面或超白玻璃是否有裂纹、电极是否有脱落,若发现有此现象,需用万用表检测电池组件的开路电压与短路电流,看是否与电池组件的规格说明参数一致。同时,若在晴天还可以测最其输人到控制器上的电压值,测址结果和风力机输出结果一致,则说明电池组件输出正常,否则为异常现象需要修理。


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